半导体

大联大友尚集团推出基于ST产品的7KW车载充电机方案

2025China.cn   2024年04月23日

2024年4月23日,致力于亚太地区市场的国际领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下友尚推出基于意法半导体(ST)STDES-7KWOBC开发板的7KW车载充电机方案。

图示1-大联大友尚基于ST产品的7KW车载充电机方案的展示板图

随着环保意识的日益增强和新能源汽车技术的飞速发展,电动汽车(EV)的普及率逐年攀升,已成为汽车产业发展的重要方向。其中,车载充电机(OBC)作为电动汽车充电系统的核心部件,其性能与效率直接关系到电动汽车的充电体验与使用便捷性。为简化车载充电机设计,大联大友尚基于STDES-7KWOBC开发板推出7KW车载充电机方案,可以通过家用交流电源插头或公共交流充电站为电动汽车充电。

图示2-大联大友尚基于ST产品的7KW车载充电机方案的场景应用图

该方案嵌入单相带SiC的交错图腾柱PFC和双电气隔离全桥LLC DC-DC ZVS谐振转换器,在PFC电路部分,方案采用了TN3050H-12GY-TR、STBR3012G2Y、SCTH35N65G2V-7AG和STGAP1AS器件。LLC电路部分,采用STB47N60DM6AG,STPSC20065GY-TR,A6387等元器件。在电路控制方面,PFC电路和LLC电路均采用SPC58NN84E7 MCU进行控制。STDES-7KWOBC交错图腾柱PFC的开关频率70KHz,具有电感电流平衡控制功能。而双DC-DC LLC谐振转换器在80KHz至310KHz的范围内,具有输出电流平衡控制功能,这些功能能够确保并联级的电流平衡。

此方案的电源平台是一个7KW模组,能够在输出端提供恒流(CC)或恒压(CV)。值得一提的是,铝基板上的下层绝缘金属基板(IMS)极大地提高了散热效率,支持强制空气或液体冷却方式。每个分系统模块之间的设计允许通过导线轻松实现母线连接,从而简化了设计流程。此外,方案还采用了SiC MOS/Diode,这使得系统能够实现高输出功率和更高的功率密度。

图示3-大联大友尚基于ST产品的7KW车载充电机方案的方块图

借助SiC和SJ功率MOSFET、硅和SiC二极管、栅极驱动器、SPC58NN84E7微控制器以及用于浪涌电流限制的SCR晶闸管,方案能够获得高效率和高功率密度。不仅如此,方案的每个模组都可以通过导线或汇流排实现轻松互联,这不仅可以简化连接过程,而且有助于达到更高的输出功率。

核心技术优势:

● 汇流排互联;

● 车规级MCU控制;

● 总峰效率大于94%;

● 短路、过载、过热保护;

● 兼容于不同类型的电池,以及不同类型的输入电源;

● 不同的电压和电流条件下保持稳定,以确保充电过程的正常进行。

方案规格:

● 前端PFC级采用2通道交错图腾柱拓扑结构,工作频率为70KHz;

● 数字浪涌电流控制;

● DC-DC级采用FB LLC谐振拓扑结构,谐振频率为140KHz;

● 恒流恒压模式;

● 基于SPC58NN84E7单片机的控制级;

● 12V输入电源电压与输出电压GND(高压电池)电气隔离;

● 汇流排互联的可能性;

● 功率因数校正阶段:

— 主要产品:TN3050H-12GY-TR SCR、STBR3012G2Y旁路二极管、SCTH35N65G2V-7AG碳化硅功率场效电晶体;

— 输入:85V至265V交流,45Hz至65Hz;

— 数字浪涌电流限制器;

— 最大输入电流:32A有效值;

— 开关频率:70KHz;

— 连续导通模式(CCM)下的平均电流模式控制;

— PID或2p2z 2x独立电流环路稳压器;

— PID或2p2pz稳压器;

— SPC58NN84E7单片机控制器。

● DC-DC级:

— 主要产品:STB47N60DM6AG功率场效电晶体、STPSC20065GY-TR输出二极体、A6387栅极驱动器;

— 输出电压:250V至450V直流;

— 开关频率:92KHZ至250KHz,启动频率为350KHz;

— 两个独立的电流环路(CC);

— 一个电压环路加电流平衡(CV);

— PID调节器;

— SPC58NN84E7单片机控制器。

● 符合RoHs标准。

(来源:大联大友尚)

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